南京地铁7号线LTE-M车地无线通信系统方案研究

地铁无人驾驶技术的发展应用对地铁车地无线通信提出更高的要求和挑战。南京地铁7号线是南京市首条全自动无人驾驶地铁线路,采用自动驾驶的最高等级(GoA4)全自动无人驾驶运行,对车地无线通信的性能要求较高。为保障车地无线通信的安全性和可靠性,南京地铁7号线采用LTE-M车地无线通信系统,该系统能为各类业务应用提供可靠的、冗余的、可灵活配置的透明传输通道。文章基于南京地铁7号线对LTE-M车地无线通信系统方案进行研究,以期为后续全自动无人驾驶地铁新线建设提供参考。     

不同调制方式干扰对LTE-M的性能影响分析

LTE(长期演进)技术是城市轨道交通车地无线通信的重要发展方向,分析了LTE-M(城市轨道交通车地综合通信系统)在不同调制方式干扰下的解调传输性能。LTE-M系统采用了高阶QAM(正交幅度调制)基带调制解调技术,通过建立QAM的系统模型,分析了16-QAM信号在信道背景噪声为AWGN(加性高斯白噪声)下的传输性能,并在此基础上推导出不同调制下的干扰对M-QAM(多进制正交幅度调制)的误比特率通用公式。研究16-QAM的传输性能,分析相位差对干扰效能影响程度。仿真结果表明:16-QAM信号的解调传输性能受QPSK(正交相移键控)调制干扰信号影响最大;16-QAM与QPSK调制干扰信号存在相位偏移,相比AWGN干扰,QPSK调制干扰下,16-QAM解调传输性能会变差;干扰信号的不同相位偏移对系统误比特率影响变化较小。     

西安机场线LTE-M系统干扰保护及网络优化

各城市轨道交通LTE-M(城市轨道交通车地综合通信系统)系统线网级应用的雏形已经形成.在1.8 GHz频率资源有限且半私有的前提下,实现线路间信号干扰保护,已备受轨道交通建设各方的高度关注.鉴于西安机场线LTE-M系统工程实施条件的特殊性及复杂性,以机场线工程应用实践经验为例,阐述主要干扰保护措施和网络优化方案.综合运用理论计算、软件仿真、现场实测、系统网优等手段提升LTE-M系统的抗干扰能力,为其他城市LTE-M系统线网级应用的频率规划、工程设计、网络优化提供参考.     

列车运行控制系统车地无线通信的频段选择

车地无线通信是基于通信的列车控制(CBTC)系统的基础,而合适的频段选择是车地无线通信系统的基础。分析了不同通信频段的频段特性、干扰特性、移动性能和安全性能,对CBTC系统中车地通信的频段选择给出了具体建议。802.11g和802.11a标准更加适合于城市轨道交通。     

LTE-M系统频率干扰研究

LTE-M承载车-地无线通信业务是城市轨道交通的一大发展趋势。但LTE-M所在频段应用密集,各行业间共用频率,干扰问题比较严重。本文介绍了LTE-M系统频率使用情况和干扰分析原理,并对LTE-M与FDD-LTE、DCS1800,以及其他行业TDD-LTE的干扰进行了分析。通过分析干扰隔离度和链路预算,给出了避免干扰的工程建议。     

城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M)性能测试与分析

在城市轨道交通系统中,各子系统车地通信模块是完全独立的。独立建网造成城市轨道交通沿线缆线密集,结构复杂,对珍贵的频率资源也造成了极大的浪费。目前车地无线普遍采用基于IEEE 802.11的WLAN(无线局域网)技术,该技术存在频点干扰严重、高速性能瓶颈等重要缺陷。为了解决这些问题,将LTE(长期演进)应用到城市轨道交通的车地无线通信系统是很有必要的。设计了基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),并在武汉地铁进行了LTE-M系统的性能测试。测试结果表明:LTEM系统具有系统稳定、综合承载能力强的特点,不仅能满足CBTC(基于通信的列车自动控制)系统传输要求,同时还具有为PIS(乘客信息系统)和CCTV(闭路电视监控)系统提供良好通道的能力。     

小带宽下LTE-M系统承载CBTC业务能力分析

业内对1.4 MHz和3 MHz等小频谱带宽承载CBTC(基于通信的列车控制)业务能力的研究报道不多。为了研究城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在小带宽下的业务承载能力,设计了基于LTE(长期演进)技术的LTE-M系统,并在青岛地铁2号线进行实地测试。测试结果表明:在满足丢包率、时延等要求的条件下,车地无线通信系统在1.4 MHz和3 MHz带宽下可分别承载3路和6路CBTC业务。     

基于无线电指纹识别算法的无线电磁环境在线监测系统研究

传统的电磁环境监测手段无法实现城市轨道交通线路各无线通信系统运行环境的实时在线监测.通过分析传统监测方法的不足,结合无线电指纹识别算法,提出一种实时、在线的电磁环境监测系统及测试方案.以LTE-M(基于长期演进技术的城市轨道交通车地综合通信系统)和TETRA(泛欧集群无线电)技术为例,阐述了无线电磁环境在线监测系统的组...     

基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统

为保证城市轨道交通运营安全,迫切需要整合车地无线通信生产业务的承载需求,建立基于城市轨道交通专用无线频段的车地通信系统。利用我国自主知识产权的TD-LTE(time division long term evolution,分时长期演进)技术,设计出基于LTE(long term evolution,长期演进)的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),在北京的国家铁道实验中心环形道进行全球第1个LTE-M系统的试验段测试。整个测试过程完全复制列车的实际运行场景,包括真实的车辆、设备以及高架、隧道等实际通信场景。大量的测试结果表明,所设计的LTE-M系统抗干扰能力强、综合承载能力强、频谱利用率高,能够满足轨道交通业务需求。LTEM系统用于承载轨道交通综合业务,在保障CBTC(基于通信的列车控制)业务高可靠传输的同时,能够为CCTV(车辆视频监控)和PIS(乘客信息系统)等业务提供有效的传输通道。     

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)枢纽换乘站频段规划方案研究

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在枢纽换乘站存在同频干扰问题，需研究干扰源头——枢纽换乘站基站的频率配置方案。以昆明轨道交通4号线和5号线枢纽换乘站火车北站两线LTE-M系统频段规划方案为例，基于LTE-M系统承载业务需求和频段使用实际情况，分析了枢纽换乘站LTE-M系统基站的不同频段异频和同频段异频2种规划方案，以及同频段的全部同频、部分同频和无线网络共享3种规划方案，并比较了各种规划方案的优缺点，提出了各种规划方案的适用性建议。     

既有地铁线车地无线系统升级改造方案研究

目前,国内开通运营的地铁线路车地无线通信系统大部分采用的是WLAN方案,存在列车视频无法实时上传、PIS视频播放卡顿、设备老化、故障率上升等问题。本文深入分析了产生这些问题的原因,提出了采用LTE-M替代WLAN的改造升级方案,详细阐述了系统构成、组网方案、频率配置以及信号覆盖方案。     

LTE-M车地无线EHM系统应用研究

郑州地铁1号线与华为合作发布了全球首家基于LTE-M(城市轨道交通与通车地综合通信系统)技术的地铁车地无线系统。随着线网建设快速发展，将设备健康管理概念与技术应用于LTE-M系统的维护中，建立以综合维护管理为目标的设备健康维护体系、确保LTE-M系统稳定运行具有重要意义。分析LTE-M系统EHM(设备健康管理)模型及建立工作，通过实践证明LTE-M系统具备预防性维修及快速诊断的功能，有效降低郑州地铁LTE-M系统故障率。     

城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线综合通信网络方案分析

针对城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线通信需求,对LTE(长期演进)技术的承载能力和频率规划方案进行了分析,发现LTE技术传输带宽受限,需要建立备用的无线通信传输通道。提出了一种适用于城市轨道交通全自动运行线路的LTE+WLAN(无线局域网)的综合车地无线通信网络方案,利用LTE A/B双网系统设备进行车地无线通信安全类和非安全类业务的综合承载。WLAN作为TCMS(列车监控管理系统)、车载CCTV(闭路电视)、车载PIS(乘客信息系统)的备用传输通道,可满足车地无线通信业务的带宽需求和可靠性需求,并保障城市轨道交通安全运营。     

铁路站场外来同频干扰监测系统设计

车地无线通信系统尤其是窄带无线通信系统的性能,易受到站场环境中外来同频干扰的影响。为保障车地无线通信信道质量,提出一种基于车地无线通信系统从设备的外来同频干扰监测系统方案。该方案不但可以实现对站场环境中外来同频干扰的实时监控,还可以提高车地无线通信系统中从设备的利用率,在轨道交通领域具有一定潜在应用价值。     

上海城市轨道交通LTE-M系统建设规划研究

无线通信技术的总体发展趋势是向高速化、大带宽、高安全性方向演进.上海城市轨道交通应选择基于TD-LTE(分时长期演进)技术的LTE-M(城市轨道交通周长期演进)作为今后新建线路与老线大修的无线解决方案.分析了现有上海城市轨道交通LTE-M系统在投入使用后遇到的问题,提出了优化与提升方案,并为今后上海城市轨道交通LTE-M的建设提出了规划方案.     

城市轨道交通车地无线专用通信系统5G技术应用探讨

总结专用于城市轨道交通车地通信的WLAN(wireless local area network,无线局域网)和LTE-M(long term evolution for metro,城市轨道交通长期演进)主要承载的业务,给出LTE-M综合承载列车运行控制、视频监控、集群调度等多业务网络结构.针对城市轨道交通业务需求和...     

基于逻辑回归算法的列车单端双网无线接入方案研究

随着城市轨道交通进入全自动运行时代,信号系统对车地无线通信的可靠性和时效性提出更高的要求。为此,文章提出一种适用于LTE-M无线通信系统的列车单端双网无线接入方案。方案中单端车载TAU同时接入LTE-M A/B双网,从而提高车地通信的可靠性,同时使用一种基于逻辑回归算法智能地选择性能更好的网络以提高车地通信的时效性。最后使用现场的无线测试数据对该算法进行测试,并且在实验室搭建仿真环境对方案进行整体验证,结果显示逻辑回归算法对LTE无线网络的选择准确率较高,基于逻辑回归算法的列车单端双网无线接入方案具备可行性。     

5G通信系统在城市轨道交通车地通信中的应用分析

中国国内5G系统已经开始商用,第一个5G系统演进版本的标准化已经完成。首先基于目前普遍采用的LTE-M介绍了城市轨道交通车地通信系统的概况和需求,分析了5G通信系统的关键技术及在城市轨道交通车地通信环境中的适用性,最后讨论提出了未来5G通信系统在城市轨道交通车地通信系统中的一些设计思路和方案,指出LTE-M加5G的NR-U是未来城市轨道交通车地通信建设的可行方案。随着车地通信业务的发展,5G系统将可能应用于未来的城市轨道交通车地通信中并发挥重要的作用。     

5G在城市轨道交通行业中的应用分析

介绍城市轨道交通车地无线通信数据传输需求情况,虽然LTE-M技术可以满足目前车地无线通信数据传输需求,但承载带宽已达到极限,而5G技术符合城市轨道交通车地无线通信的未来发展需求;详细论述了5G城轨车地无线通信工程应用在频率、安全、无线覆盖等方面所面临的技术问题,并重点阐述了城轨5G频率的3种使用方式;最后详细说明了5G在城轨行业应用中3种可能的组网方案,为将来5G在城轨行业的应用研究提供参考。     

城市轨道交通基于通信的列车控制系统车地无线通信的安全措施

城市轨道交通基于通信的列车控制系统的车地无线通信是采用基于IEEE 802.11系列标准的无线局域网技术.其工作在开放频段时,容易受到干扰和攻击.从干扰和攻击两方面分析了车地无线通信的风险源,分析了车地无线通信的安全需求,并介绍了可用于城市轨道交通车地无线通信安全的防护措施.